论文解析｜BeaverBeads®助力研究十字花科种间屏障机制，提供远距离育种新途径

2023-05-08 17:58:32, Marketing

研究背景

开花植物已经进化出许多种内和种间的种前繁殖障碍，以防止产生不良子代。在一个物种内，自交不亲和（Self-Incompatibility, SI）是一个广泛使用的机制，它拒绝自我授粉，以避免近交衰退。种间屏障限制了物种间的繁殖，但其分子机制仍不清楚。

论文解析

2023年，美国马萨诸塞大学的Alice Y. Cheung教授和山东农业大学的段巧红教授团队在Nature (IF: 69.504) 在线发表文章“Stigma receptors control intraspecies and interspecies barriers in Brassicaceae”。文章揭示了通过调节大白菜等十字花科蔬菜柱头中活性氧水平来维持种间生殖隔离的分子机制，开发了打破远缘杂交种生殖隔离的育种技术，成功获得了大白菜的种间和属间远缘杂交胚，开辟了远缘杂交育种的新思路和新途径。

图 1. FER调节的ROS作为SI、UI、SC和UC反应中的一个共享信号节点的模型。

为了研究FER和RBOHs的亚硝化，研究者将GST融合蛋白的构建体转化到大肠杆菌BL21（DE3）中进行蛋白表达后使用BeaverBeads^® GST融合蛋白纯化磁珠进行纯化。随后用GST-BrROP2对MBP-BrFER1（KD）进行pull down. 实验中将MBP- BrFER1（KD）蛋白用GSNO处理后与BeaverBeads^® GST融合蛋白纯化磁珠结合的GST-BrROP2诱饵蛋白混合。将磁珠煮沸处理后用于SDS-PAGE，Western bolt，并且用anti-MBP或anti-GST的抗体以及anti-mouse HRP-conjugated 二抗进行免疫检测。而MBP-BrFER1C730W（KD），没有经过GSNO处理，用GST-BrROP2进行类似步骤的pull down。

图2. MBP- BrFER1（KD）和BrFER1C730W（KD）的pull down assay。

试验表明，FER在体外（图h）和通过授粉（图i）的亚硝化降低了其与下游ROP2信号模块的相互作用。

经GSNO处理的BrFER1（KD）和模拟亚硝化的Cys730Trp（BrFERC730W）转换，都显示出与其下游的BrROP2信号复合物的互动受到影响。结果表明，兼容授粉刺激的亚硝基会导致柱头ROS的下降，亚硝化FER使下游RAC/ROP调节的RBOH依赖性ROS失活，而已经产生的RBOHs会抑制柱头中ROS产生的活动从而阻止柱头受粉。

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